DE60116013T2 - Separator for the rolling elements of Wälzelementführungen - Google Patents
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Description
Diese Erfindung bezieht sich auf Wälzelement-Abstandsteile für verschiedene Typen von Wälzführungseinheiten, wie beispielsweise eine lineare Führungseinheit, eine Kugelspindeleinheit, und dergleichen, versehen mit einem endlosen Zirkulationsdurchgangsweg für Wälzelemente, wie beispielsweise Kugeln und Rollen, wobei die Wälzelement-Abstandsteile so angepasst sind, um zwischen benachbarten Wälzelementen in dem endlosen Zirkulationsdurchgangsweg angeordnet zu werden, um die Abrasion und die Erzeugung von Wärme der Wälzelemente zu verringern und das Laufen der Wälzelemente zu beruhigen.These The invention relates to rolling element spacers for different Types of rolling guide units, such as a linear guide unit, a ball screw unit, and the like provided with an endless circulation passageway for rolling elements, such as balls and rollers, wherein the rolling element spacers are adapted to be between adjacent rolling elements in the endless Circulation passageway to be arranged to the abrasion and the generation of heat the rolling elements to reduce and calm the running of the rolling elements.
Die bekannten Wälzführungseinheiten, in denen ein Paar von Elementen relative Bewegungen kontinuierlich über eine Reihe von endlos zirkulierenden Kugeln oder Rollen vornimmt, umfassen eine lineare Führungseinheit, verwendet in einem linearen Führungsbereich eines Maschinenwerkzeugs und einer Überführungsvorrichtung, und so angepasst, um ein bewegbares Element, wie beispielsweise einen Tisch auf einen fixierten Bereich, wie beispielsweise einem Bett oder einem Auflageschuh, zu führen; und eine Kugelumlaufspindel, verwendet in Verbindung mit dieser linearen Führungseinheit und so angepasst, um Hübe von linearen Bewegungen auf das bewegbare Element entsprechend einem Drehumfang eines Motors aufzubringen.The known rolling guide units, in which a pair of elements move continuously relative to one another Series of endless circulating balls or rollers a linear guide unit, used in a linear guidance area a machine tool and a transfer device, and adapted so around a movable element, such as a table on one fixed area, such as a bed or a support shoe, respectively; and a ball screw used in conjunction with this linear guide unit and so adapted to strokes from linear movements to the movable element according to one To apply turning of a motor.
Die erste erwähnte, lineare Führungseinheit umfasst eine Laufschiene, die an einem solchen fixierten Bereich, wie er vorstehend erwähnt ist, vorgesehen ist und Rollflächen besitzt, die sich in der Längsrichtung, für die Wälzelemente, erstrecken; und einen Gleitblock, der Lastwälzflächen gegenüberliegend zu den Wälzflächen der Laufschiene über eine Mehrzahl von Wälzelementen besitzt, und der mit endlosen Zirkulationsdurchgangswegen für die Wälzelemente, die auf diesen Lastwälzflächen rollen, versehen ist, wobei der bewegbare, die Teile tragende Gleitblock linear und kontinuierlich entlang der Laufschiene bewegbar ist. Umgekehrt sind einige lineare Führungseinheiten so gebildet, dass eine Laufschiene in Bezug auf den fixierten Gleitblock bewegt wird.The first mentioned, includes linear guide unit a running rail attached to such a fixed area as he mentioned above is, is provided and rolling surfaces owns, which in the longitudinal direction, for the rolling elements, extend; and a sliding block, the load rolling surfaces opposite to the rolling surfaces of the Running track over one Plurality of rolling elements has, and with endless circulation passages for the rolling elements, which roll on these Lastwälzflächen provided is, wherein the movable, the parts bearing slide block linear and is continuously movable along the running rail. Conversely are some linear leadership units formed so that a running rail with respect to the fixed sliding block is moved.
Die zweite, erwähnte Kugelspindel umfasst eine Spindelwelle, versehen mit einer spiralförmigen Kugellaufnut, gebildet unter einem vorbestimmten Führungswinkel; und ein Mutterelement, das eine Lastrollnut gegenüberliegend zu der Kugelwälznut über mehrere Kugeln besitzt und mit einem endlosen Zirkulationsdurchgangsweg für die Kugeln, die auf dieser Lastlaufnut rollen, versehen ist; wobei die Kugeln in dem endlosen Zirkulationsdurchgangsweg entsprechend der relativen Drehbewegungen dieser Spindelwelle und des Mutterelements zirkuliert werden, wobei das Mutterelement und die Spindelwelle dadurch relativ in der axialen Richtung bewegt werden.The second, mentioned Ball screw comprises a spindle shaft, provided with a spiral ball groove, formed at a predetermined guide angle; and a mother element, the one opposite Lastrollnut to the ball rolling groove over several Owns balls and with an endless circulation passageway for the Balls, which roll on this Lastlaufnut provided; the Balls in the endless circulation passageway corresponding to relative rotational movements of this spindle shaft and the nut member be circulated, wherein the nut member and the spindle shaft thereby be moved relatively in the axial direction.
In solchen Wälzführungseinheiten berührt ein Wälzelement, wie beispielsweise die Kugeln und Rollen, die in dem endlosen Zirkulationsdurchgangsweg zirkulieren, die Wälzelemente, positioniert an der Vorder- und Rückseite davon. Deshalb ist dort, wenn die Wälzführungseinheiten unter einer hohen Geschwindigkeit verwendet werden, die Möglichkeit vorhanden, dass sich die Wälzelemente vergleichbar früh aufgrund der gegenseitigen Abrasion von, zum Beispiel, den Wälzelementen abnutzen, und dass sich die Wälzelemente und die Lastrollfläche aufgrund von Reibungswärme festfressen. Wenn die Bewegungsrichtung umgekehrt wird, d.h. wenn die Richtung, in der die Wälzelemente zirkuliert werden, umgekehrt wird, ist die Anordnung der Wälzelemente in den endlosen Zirkulationsdurchgangswegen leicht dafür anfällig, dass sie durcheinander gelangen. In einem extremen Fall tritt ein sogenanntes Blockierphänomen auf, bei dem die Wälzelemente in dem endlosen Zirkulationsdurchgangsweg angehalten werden, so dass dort die Möglichkeit vorhanden ist, dass die Wälzführungseinheit selbst nicht mehr arbeitet. Die japanische Patentoffenlegung Nr. 315835/1999 offenbart eine Wälzführungseinheit, die so angepasst ist, um diese Nachteile einer Wälzführungseinheit zu vermeiden, in der Wälzelement-Abstandsteile zwischen Wälzelementen, benachbart zueinander in einem endlosen Zirkulationsdurchgangsweg, zwischengefügt sind.In such Wälzführungseinheiten touches rolling element, such as the balls and rollers in the endless circulation passageway circulate, the rolling elements, positioned at the front and back of it. Therefore there, if the Wälzführungseinheiten be used at a high speed, the possibility exists that the rolling elements comparable early due to the mutual abrasion of, for example, the rolling elements Wear, and that the rolling elements and the load rolling surface due to frictional heat seize up. When the direction of movement is reversed, i. if the direction in which the rolling elements is reversed, the arrangement of the rolling elements is in the endless circulation passageways easily susceptible to they get confused. In an extreme case, a so-called blocking phenomenon on, in which the rolling elements be stopped in the endless circulation passage way, so that there is the possibility present is that the Wälzführungseinheit even no longer works. Japanese Patent Laid-Open No. 315835/1999 discloses a rolling guide unit, which is adapted to avoid these disadvantages of a rolling guide unit, in the rolling element spacers between rolling elements, adjacent to each other in an endless circulation passageway, interposed are.
In der Wälzführungseinheit, die in dieser Veröffentlichung offenbart ist, sind Wälzelement-Abstandsteile aus einem synthetischen Harz, bezeichnet als „Separator", alternierend mit Kugeln in dem endlosen Zirkulationsdurchgangsweg angeordnet, und der Kontakt einer Kugel mit einer anderen wird dadurch verhindert. Solche Separatoren sind in der Form einer Scheibe gebildet, wobei der äußere Durchmesser davon kleiner als der Durchmesser der Kugeln ist, und sind an sowohl der vorderen als auch der hinteren Fläche davon mit Kugelrückhaltesitzen versehen, wobei der Krümmungsradius davon größer als derjenige der sphärischen Oberfläche jeder Kugel ist. Wenn die Kugeln und Separatoren dadurch alternierend angeordnet sind, ohne dass Freiräume in dem endlosen Zirkulationsdurchgangsweg auftreten, wird jede Kugel zwischen einem Paar von Separatoren, angrenzend an die vordere und die hintere Seite davon, gehalten. Dementsprechend werden gerade dann, wenn die Richtung, in der die Kugeln zirkuliert werden, umgekehrt wird, die Kugeln mit den Separatoren in dem endlosen Zirkulationsdurchgangsweg zirkuliert, ohne zu bewirken, dass die Reihe der Kugeln und der Separatoren durcheinandergebracht wird.In the rolling guide unit, in this publication disclosed are rolling element spacers made of a synthetic resin, called a "separator", alternating with balls in the endless one Circulation passageway arranged, and the contact of a ball with another is thereby prevented. Such separators are formed in the shape of a disc, the outer diameter of which is smaller as the diameter of the balls is, and are at both the front as well as the back surface thereof provided with ball retainer seats, where the radius of curvature of it larger than the one of the spherical surface every ball is. If the balls and separators thereby alternating are arranged without leaving spaces in occur in the endless circulation passageway, every bullet will between a pair of separators, adjacent to the front and the back side of it, held. Accordingly, straight when the direction in which the balls are circulated is reversed the balls with the separators are in the endless circulation passageway circulates without causing the row of balls and the Separators is jumbled up.
Allerdings treten, wenn die Kugelrückhaltesitze, die gleitend die Kugeln berühren, konkav mit einem Krümmungsradius größer als derjenige der sphärischen Oberfläche jeder Kugel gebildet sind, gerade wie solche der Rollelement-Abstandsteile, offenbart in der japanischen Patentoffenlegung Nr. 315835/1999, Freiräume zwischen einem Umfangsbereich des Kugelrückhaltesitzes und den Kugeln auf, und die Kugeln wackeln in Bezug auf die Rollelement-Abstandsteile. Deshalb kann die mäanderförmige Bewegung der Kugeln in dem endlosen Zirkulationsdurchgangsweg nicht vollständig beseitigt werden.Indeed kick when the ball retainer seats, which slidingly touch the balls, concave with a radius of curvature greater than the one of the spherical surface each ball are formed, just like those of the rolling element spacers, disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 315835/1999, Free rooms between a peripheral region of the ball restraint seat and the balls, and the balls wobble with respect to the rolling element spacers. Therefore, the meandering movement the balls are not completely eliminated in the endless circulation passageway become.
Von dem Gesichtspunkt der Verhinderung einer solchen mäanderförmigen Bewegung der Kugeln in dem endlosen Zirkulationsdurchgangsweg ist es notwendig, dass sich die Kugeln setzen, ohne dass sie sich an den Kugelrückhaltesitzen der Wälzelement-Abstandsteile schütteln. Um das Erfordernis zu erfüllen, ist es notwendig, dass die Kugelrückhaltesitze so gebildet sind, dass sie konkave Oberflächen haben, die im Wesentlichen mit den sphärischen Oberflächen der Kugeln übereinstimmen. Allerdings wird, wenn die Kugelrückhaltesitze so gebildet sind, dass sie solche konkaven Oberflächen haben, der Kontaktoberflächenbereich jeder Kugel und ein relativer Kugelrückhaltesitz groß. Dies bringt eine Gefahr dahingehend mit sich, dass eine Vergrößerung in dem Gleitkontaktwiderstand der Wälzelement-Abstandsteile in Bezug auf die Kugeln, eine frühe Abnutzung an den Wälzelement-Abstandsteilen, usw., auftreten.From the point of view of preventing such a meandering movement of the balls in the endless circulation passageway it is necessary that the balls settle without them sitting on the ball restraint shake the rolling element spacers. Around to fulfill the requirement it is necessary that the ball retainer seats are so formed that they have concave surfaces, which essentially matches the spherical surfaces of the Balls match. However, if the ball retainer seats are formed so that they have such concave surfaces, the contact surface area every ball and a relative ball retainer seat great. This brings with it a danger that enlargement in the Gleitkontaktwiderstand the rolling element spacers in terms of the balls, an early one Wear on the rolling element spacers, etc., occur.
Die DE-A-19925040 offenbart Wälzelement-Abstandsteile, die die Wälzelemente nur an zwei äußeren Bereichen jedes Rückhaltesitzes auf einer Ebene senkrecht zu der Drehachse jedes Wälzelements berühren. Allerdings sind dabei bestimmte Nachteile vorhanden.The DE-A-19925040 discloses rolling element spacers, the rolling elements only on two outer areas every restraint seat on a plane perpendicular to the axis of rotation of each rolling element touch. However, there are certain disadvantages.
Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die vorstehend angegebenen Umstände gemacht worden und schafft Wälzelement-Abstandsteile, die dazu geeignet sind, die Stabilität von Wälzelementen in Bezug auf Rückhaltesitze mit einem hohen Niveau zu verbessern, die Ausrichtung der Wälzelemente und der Wälzelement-Abstandsteile in den endlosen Zirkulationsdurchgangswegen zu stabilisieren und den Gleitkontaktwiderstand, ausgeübt auf die Wälzelemente, zu verringern.The The present invention is in view of the above circumstances and creates rolling element spacers, suitable for the stability of rolling elements with respect to restraint seats with a high level of improvement, the orientation of the rolling elements and the rolling element spacers to stabilize in the endless circulation passage ways and the Sliding contact resistance, applied on the rolling elements, to reduce.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung werden Wälzelement-Abstandsteile geschaffen, die in einer Wälzführungseinheit verwendet werden, in der ein Paar von Elementen eine kontinuierliche, relative Bewegung über eine Reihe von endlos zirkulierten Wälzelementen, zwischengefügt zwischen benachbarten Wälzelementen in einem endlosen Zirkulationskanal, und zirkuliert mit den Wälzelementen, vornimmt, wobei jedes der Wälzelement-Abstandsteile mit einem Paar von Rückhaltesitzen versehen ist, mit denen die Wälzelemente in Kontakt stehen, wobei die Wälzelemente nur die zwei Bereiche jedes Rückhaltesitzes berühren, die sich in der Nähe der beiden Enden davon befinden, und zwar auf einer Wälzelement-Schnittebene senkrecht zu der Drehachse jedes Wälzelements, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Rückhaltesitz in einer konvexen Form gebildet ist.According to one Aspect of the present invention rolling element spacers are provided which in a rolling guide used in which a pair of elements a continuous, relative movement over a series of endlessly circulated rolling elements interposed between adjacent rolling elements in an endless circulation channel, and circulates with the rolling elements, wherein each of the rolling element spacers with a pair of restraints is provided, with which the rolling elements in contact with the rolling elements only the two areas of each restraint seat touch, which are close by the two ends thereof, on a rolling element cutting plane perpendicular to the axis of rotation of each rolling element, characterized that every restraint seat is formed in a convex shape.
Demzufolge besitzen die Wälzelement-Abstandsteile ein Paar von Rückhaltesitzen, mit denen die Wälzelemente gleitend in Kontakt stehen, wobei jeder Rückhaltesitz und ein relatives Wälzelement miteinander an Wälzelement-Schnittebenen senkrecht zu der Drehachse davon, an nur zwei Bereichen des Rückhaltesitzes, die sich in der Nähe beider Enden davon befinden, in Kontakt treten, und wobei jeder Rückhaltesitz eine konvexe Form besitzt.As a result, own the rolling element spacers a pair of restraints, with which the rolling elements Sliding contact, with each restraint seat and a relative Rolling element with each other at rolling element cutting planes perpendicular to the axis of rotation thereof, at only two areas of the restraint seat, which are close by both ends of which are in contact, and each one Retaining seat has a convex shape.
Entsprechend solchen technischen Vorrichtungen berühren jeder Rückhaltesitz und jedes relative Wälzelement einander an Wälzelement-Schnittebenen senkrecht zu der Drehachse davon, und zwar nur an den zwei Bereichen des Rückhaltesitzes, die sich in der Nähe der beiden Enden davon befinden. Deshalb passen die spiralförmige Oberfläche einer Kugel oder die äußere Umfangsfläche einer Rolle in einem stabilen Zustand in einem relativen Rückhaltesitz zueinander und der einsitzende Zustand des Wälzelements in Bezug auf den Rückhaltesitz wird stabil. Demzufolge werden, wenn solche Wälzelement-Abstandsteile und Wälzelemente alternierend in den endlosen Zirkulationsdurchgangswegen in einer Wälzführungseinheit angeordnet sind, die Ausrichtung dieser Wälzelemente und der Wälzelement-Abstandsteile stabilisiert, und die mäanderförmige Bewegung der Wälzelemente in den endlosen Zirkulationsdurchgangswegen kann verhindert werden.Corresponding such technical devices will touch any restraint seat and each relative rolling element each other at Wälzelement-sectional planes perpendicular to the axis of rotation thereof, only at the two areas the restraint seat, which are close by the two ends of it. That's why the spiral surface of a sphere fits or the outer peripheral surface of a Roll in a stable condition in a relative restraint seat to each other and the einitzende state of the rolling element with respect to the Retaining seat will be stable. As a result, when such rolling element spacers and rolling elements alternate in the endless circulation passageways in a rolling guide unit are arranged, the orientation of these rolling elements and the rolling element spacers stabilized, and the meandering movement the rolling elements in the endless circulation passage ways can be prevented.
An den Wälzelement-Schnittebenen, senkrecht zu der Drehachse davon, berühren sich jeder Rückhaltesitz und jedes relative Wälzelement miteinander an nur zwei Bereichen in der Nähe der beiden Enden des Rückhaltesitzes. Zum Beispiel berühren sich, wenn das Wälzelement eine Kugel ist, die Kugel und ein relativer Rückhaltesitz miteinander ringförmig. Da nämlich die Mitte jedes Rückhaltesitzes und des relativen Wälzelements nicht in einem sich berührenden Zustand vorliegen, wird es möglich, den Kontaktbereich des Rückhaltesitzes und des Wälzelementes zu minimieren, und dadurch den Gleitkontaktwiderstand, ausgeübt auf das Wälzelement, zu verringern.At the rolling element cutting planes, perpendicular to the axis of rotation thereof, each restraint seat touch each other and each relative rolling element together at only two areas near the two ends of the restraint seat. For example, when the rolling element a ball, the ball and a relative restraint seat are annular with each other. There namely the center of each restraint seat and the relative rolling element not in a touching Condition, it becomes possible the contact area of the restraint seat and the rolling element to minimize, and thereby the Gleitkontaktwiderstand exerted on the rolling element, to reduce.
Weiterhin befinden sich, gemäß der vorliegenden Erfindung, die Mitte jedes Rückhaltesitzes und eines relativen Wälzelements in einem nicht berührenden Zustand, und die Mitte jedes Rückhaltesitzes trägt insgesamt nicht zu der Ausrichtung der Wälzelemente bei. Deshalb kann ein Verbindungsdurchgangsloch, das sich zwischen den Rückhaltesitzen erstreckt, vorgesehen werden, und dieses Verbindungsloch kann als ein Schmierölreservoir verwendet werden.Furthermore, according to the present invention, the center of each restraint seat and a relative rolling element are not in one touching state, and the center of each restraint seat does not contribute to the overall alignment of the rolling elements. Therefore, a communication through hole extending between the restraint seats can be provided, and this communication hole can be used as a lubricating oil reservoir.
In der Kugelspindeleinheit variiert die Rollgeschwindigkeit der Kugeln, gehalten in einer spiralförmig geformten Lastwälznut einer Mutter und Kugelwälznut einer Spindelwelle, fein aufgrund von Fehlern einer Bildung dieser Nuten, so dass ein Abstand zwischen den Kugeln, die rollen, wenn sie eine Last auf die Nut der Mutter aufbringen, auch variiert. Deshalb werden, wenn die Wälzelement-Abstandsteile eine hohe Steifigkeit in der Wälzelement-Anordnungsrichtung haben, die Kugeln und die Wälzelement-Abstandsteile in einen erzwungen, drückenden Zustand in Bezug zueinander in dem endlosen Zirkulationsdurchgangsweg zu dem Zeitpunkt des Auftretens einer Verringerung in dem Abstand zwischen den Kugeln aufgrund der vorstehend angegebenen Gründe versetzt, und die Kugeln werden in dem endlosen Zirkulationsdurchgangsweg angehalten. Demzufolge ist es, im Hinblick auf die Notwendigkeit, eine feine Variation des Abstands zwischen den benachbarten Kugeln zu absorbieren, bevorzugt, den Wälzelement-Abstandsteilen in der Wälzelement-Anordnungsrichtung eine Elastizität zu geben, indem Nuten in den äußeren Umfangsoberflächen, die die Umfänge der Rückhaltesitze umgeben, angeordnet werden.In the ball screw unit varies the rolling speed of the balls, kept in a spiral shape shaped load groove a nut and ball rolling groove a spindle shaft, fine due to errors of formation of this Grooves, leaving a space between the balls that roll when they apply a load to the groove of the nut, too, varies. Therefore, when the rolling element spacers a high rigidity in the rolling element arrangement direction have the balls and the rolling element spacers in a forced, oppressive state in relation to each other in the endless circulation passageway the time of occurrence of a decrease in the distance between the Spheres offset due to the reasons given above, and the balls are stopped in the endless circulation passageway. As a result, It is, in terms of necessity, a fine variation to absorb the distance between the adjacent balls, preferably, the rolling element spacers in the rolling element arranging direction an elasticity by giving grooves in the outer peripheral surfaces, the the sizes the restraint seats surrounded, arranged.
Wie vorstehend beschrieben ist, passen, gemäß den Wälzelement-Abstandsteilen der vorliegenden Erfindung, die sphärischen Oberflächen der Kugeln oder die äußeren Umfangsflächen der Rollen stabil in die Rückhaltesitze, und der Sitzzustand der Wälzelemente in Bezug auf die Rückhaltesitze wird stabil. Da sich die Mitte jedes Rückhaltesitzes und eines relativen Wälzelements in einem nicht berührenden Zustand befindet, wird es möglich, den Kontaktbereich jedes Rückhaltesitzes und eines relativen Wälzelements zu verringern, den einsitzenden Zustand der Wälzelemente in Bezug auf die Rückhaltesitze zu verbessern, die Ausrichtung der Wälzelemente und der Wälzelement-Abstandsteile in einem endlosen Zirkulationsdurchgangsweg zu stabilisieren und einen Gleitwiderstand, ausgeübt auf die Wälzelemente, zu verringern.As is described above, fit, according to the rolling element spacers of present invention, the spherical surfaces the balls or the outer peripheral surfaces of the Rolling stable in the restraint seats, and the seating state of the rolling elements in terms of restraint seats will be stable. Since the center of each restraint seat and a relative rolling element in a non-touching Condition, it becomes possible the contact area of each restraint seat and a relative rolling element reduce the linting state of the rolling elements in relation to the Retaining seats to improve the alignment of the rolling elements and the rolling element spacers to stabilize in an endless circulation passageway and a sliding resistance, exercised on the rolling elements, to reduce.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun, anhand nur eines Beispiels, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei:A embodiment The invention will now be described, by way of example only, with reference to FIG the attached Drawings are described, wherein:
Eine Ausführungsform eines Wälzelement-Abstandsteils gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun im Detail auf der Grundlage der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Zuvor werden allerdings zwei Anordnungen eines Wälzelement-Abstandsteils, vorgesehen durch den Anmelder, zu dem Zweck einer Erläuterung beschrieben.A embodiment a rolling element spacer according to the present Invention will now be described in detail on the basis of the accompanying drawings described. Before, however, two arrangements of a rolling element spacer, provided by the applicant for the purpose of explanation described.
Die
Die
Spindelwelle
In
dieser Kugelspindeleinheit sind Wälzelement-Abstandsteile
Der
Rückhaltesitz
Jedes
Wälzelement-Abstandsteil
Weiterhin
ist eine ringförmige
Nut
In
dem Wälzelement-Abstandsteil
Als
nächstes
stellen die
Aufgrund
dieser Anordnung wackeln, wenn die Kugeln
In
dieser Ausführungsform
ist die Beschreibung anhand der Wälzelement-Abstandsteile vorgenommen worden, die
unter den Kugeln
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